• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
• /
• pp.111-112
• /
• 2013

GPS는 항행, 측량, 지도제작, 시각동기 등 정확한 위치정보가 필요한 여러 분야에서 활용되고 있으며, 이에 대한 의존도는 점점 증가하고 있는 추세이다. 따라서 GPS 신호에 이상이 발생하는 경우 GPS를 기반으로 한 여러 시스템에서 혼란 및 막대한 경제적 손실이 발생할 것으로 예상된다. 이를 방지하기 위해 GPS 신호의 이상 감시를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있는 추세이며, 이러한 연구 중에는 기존의 이상사례에 대해 분석하는 부분도 포함된다. GPS 신호 이상은 위성 고장, 태양폭풍에 의한 이온층의 급격한 변화, 항법메시지의 오류, 전자파 간섭 등 여러 요인에 의해 발생하게 된다. 본 논문에서는 위성 고장 사례 중 위성시계 이상, 위성궤도 이상와 이온층 폭풍에 의한 이상, 대류층 변화에 의한 이상에 대해 분석하고 이 때 고장으로 인해 발생한 이상신호에 대해 모델링을 수행한다. 기존의 이상사례에 대한 분석결과 및 모델링한 신호는 GPS 신호의 이상 감시 알고리즘을 개발 및 검증하기 위한 목적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
• /
• pp.105-107
• /
• 2013

위성항법 기반 위치정보 서비스에 대한 안정성 및 신뢰성 확보를 위해서는 위성신호의 이상 감시가 필수적이며, 특히 안전과 관련된 응용분야에서의 위성신호 이상은 안전사고와 직결될 수 있으므로 위성신호 감시는 상시 안정적으로 운용되어야 한다. 따라서 효율적인 이상감시 기법 설계와 다양하고, 지속적인 시험평가를 위해서는 테스트베드 구축이 필요하며, 테스트베드 구축을 위한 요소 중 특히, 다양한 시나리오의 신호 이상을 생성할 수 있는 이상신호 생성 기술이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 다양한 이상신호 생성 및 실신호 특성 반영이 가능한 소프트웨어 기반 GPS 이상신호 생성기를 제안한다. 소프트웨어 기반 GPS 이상신호 생성기는 높은 확장성을 가지므로, 사용자가 적용 및 응용하기 쉬우며, 상용 신호생성 시뮬레이터와 비교하여 실신호 특성을 반영한 이상신호 생성이 가능하다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.2223-2229
• /
• 2010

GPS 위성 고장과 같은 GPS 신호 이상에 대한 무결성 감시 연구가 진행되고 있다. GPS 신호의 이상 발생은 GPS 위성의 고장, 이온층 지연 오차의 급격한 증가, 제어부분의 항법 파라미터에 대한 잘못된 모델링 또는 고의적 이상, 전자파 간섭 등이 있는 것으로 알려져 있다. GPS 위성 고장의 경우 반송파, 코드, 항법메시지의 오류에 의해 이상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 항법메시지에 이상이 있는 상황을 GPS 시뮬레이터를 이용하여 재현하고, 항법메시지 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하였다. GPS 항법메시지를 구성하는 프리앰블, HOW의 TOW 카운트메시지와 서브프레임의 ID를 나타내는 비트, 위성상태 관련 비트, 그 외의 항법메시지 이상에 대해 정리하고 이를 재현하였으며, 이러한 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하기 위하여 위성의 개수, DOP, 의사거리를 통해 관찰하였다.

• 한국항공운항학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.10-15
• /
• 2011

본 논문은 위성항법신호감시국용 GPS/갈릴레오 복합수신기에 대한 구현 및 성능 시험결과를 기술한 논문으로 복합수신기는 단일 플랫폼에서 갈릴레오 E1, E5a 신호와 GPS L1, L2C, L5 신호를 수신처리 할 수 있으며, GPS신호와 갈릴레오 E1 신호를 복합적으로 처리함으로써, 위치정확도가 향상됨을 보였다. 각 신호에 대한 신호획득을 신속하게 하기 위해, 모든 신호에 대해 정합필터와 FFT 방식이 결합된 방식을 적용하였고, 신호추적과정에서는 다수의 추적루프를 적용하였으며 본 논문에서는 주요 신호에 대한 신호획득 및 추적과정의 시험결과를 보였다. 또한 기존에 발표된 논문과의 차별화 항목으로, 항법신호의 수신레벨이 낮아 CW 형태와 같은 간섭신호에도 영향을 받는바, 이에 대한 개발된 항재밍 모듈에 대한 시험결과도 제시하였으며, 성능측면에서의 비교를 위해 상용수신기와 개발된 수신기와의 성능 비교 결과도 함께 제시하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.29-35
• /
• 2013

본 논문에서는 GPS L1 신호에 대한 기만의 종류 및 이를 검출하기 위한 방법에 대한 연구를 수행하고 GPS L1 신호에 대한 기만신호 검출 및 판단 알고리즘을 구현한 후 시뮬레이션을 통하여 성능을 분석하였다. 수신기의 동작 여부에 따라 기만과 재밍신호가 차이가 있으며 기만신호는 재밍신호와 달리 GPS 신호와 유사한 신호로 수신기를 공격하므로 기만 대상 수신기에서는 정상동작하는 것처럼 판단하게 되며 따라서 수신기에서 기만공격을 판단하기란 매우 어렵다. 기만신호 검출 및 판단 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 소프트웨어 기반의 기만신호/정상 GPS 신호생성기와 소프트웨어 기반의 수신기를 구현하였다. 본 논문에서 기만신호의 코드지연 및 도플러 주파수 변이에 따른 수신기의 DLL/PLL의 출력 오차를 확인하였다. 또한 수신기의 출력값인 의사거리, 신호세기, 항법해를 이용하여 기만신호 검출 및 판단 알고리즘을 구현하였으며 기만신호를 효율적으로 검출 및 판단할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권1호
• /
• pp.58-63
• /
• 2010

본 논문에서는 GPS 위성시계의 갑작스런 주파수 도약이 발생하였을 때 이를 즉시 검출할 수 있는 기법을 제시한다. GPS 위성은 정밀 위치와 시각 정보를 제공하기 위해 원자시계를 장착하고 있으나, 위성 원자시계는 장기적으로는 이차 함수의 형태를, 단기적으로는 주기가 일정치 않은 주기함수의 형태를 보이면서 가끔씩 신호에 갑작스런 도약 현상이 발생한다. 위성 시계의 이상 현상은 GPS 측정치에 큰 오차를 수반하기 때문에, 실시간 정밀 위치 응용분야에서는 위성시계 이상 신호를 즉시 검출할 수 있는 기법이 요구된다. 이를 위해 다양한 신호처리 분야에서 특정한 신호를 검출하는데 활용되고 있는 Teager 에너지를 적용하였으며, 그 결과 시계 도약 현상을 효과적으로 검출할 수 있었고, 일반적인 위성시계 도약 검출 기법과의 비교를 통해 제시한 기법의 유용성을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.95-99
• /
• 2013

GPS는 차량용 네비게이션, 스마트폰 등의 일상생활에서 사용될 뿐만 아니라. 이동통신망, 전력망, 금융망 등 국가 기간통신망에 활용되는 중요한 인프라이다. 하지만 GPS는 신호세기가 미약하여 전파 교란에 매우 취약한 단점이 있다. GPS 교란은 사회적으로 혼란을 초래하는 심각한 문제이므로, 이를 예방 및 최소화하기 위하여 국가차원에서 GPS 전파교란 감시 기술 개발이 되어 운용되고 있다. 본 논문은 GPS L1/L2 대역의 교란신호를 검출하고, 교란신호의 방향 및 위치를 파악하는 기능을 제공하는 GPS 교란 감시장치의 구현 및 시험 결과를 제시한다. GPS 교란 감시 장치의 주요 기능, 형상 및 구성에 대해 설명하고, 동작 시나리오, S/W 및 H/W 구현 결과를 보여준다. 또한, GPS 교란신호를 발생시켜 검출, 방향파악 및 위치파악 시험을 수행하였고, 그 결과를 통해 GPS 교란 감시 장치가 정상적으로 동작됨을 보여준다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.243-250
• /
• 2017

GPS 신호체계는 대역확산 방식을 사용하며, 신호의 크기는 시스템 잡음수준 이하이므로 외부 전파 간섭신호에 매우 취약하며, 이는 GPS를 이용하는 선박 또는 항공기 에 대한 안전 운항을 제한 할 수 있다. 본 논문은 이러한 GPS 간섭 신호 제거를 위한 K-median 방식의 문턱치 설정 방식을 적용한 주파수 영역의 신호 처리 기법을 제안하며, 이는 기존에 보편적으로 사용되는 시간 영역에서의 간섭신호 제거 방식보다, 시간에 따른 신호 변화가 큰 간섭신호를 인가한 조건에 대해서 상대적으로 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제38C권11호
• /
• pp.1044-1050
• /
• 2013

본 논문은 ETRI에서 개발한 GPS RF 신호생성기와 상용수신기인 U-Blox 수신기를 이용하여 기만신호의 공격을 완화하는 방법에 대하여 분석하였다. 기만신호는 대상 수신기의 코드 및 반송파 성분의 변이를 이용하여 대상수신기가 비정상적인 위치를 생성하도록 하는 것이다. 우리는 이러한 기만신호 공격에 따른 수신기에서의 신호세기 및 항법해 영향을 분석하였다. 또한 기만신호를 제거하기 위하여 기만신호와 역위상 코드를 가지는 신호를 고려하였다. GPS RF 신호생성기를 이용하여 정상적인 GPS 신호, 기만신호, 기만신호와 역위상을 가지는 항기만신호를 생성하였고 기만신호와 항기만신호간의 코드 위상차이에 따른 기만신호 공격의 영향을 수신기를 통하여 확인하였다. 기만 신호의 코드 지연과 동일한 코드지연의 신호를 생성할 경우 기만신호가 상쇄되는 것을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2012

본 연구는 위성항법신호감시국용으로 기 개발된 GPS L1 수신기를 실제 GPS Live 신호수신처리 동작의 장기시험을 통하여 기 개발된 수신기의 성능을 향상시키고, 수신기의 동작 및 성능의 안정화를 얻고자 수행되었다. 본 연구를 통해서 위성항법신호감시국용 수신기 설계 및 개발 시 간과되었던 사안들에 대해 수정보완이 이루어졌으며, 설계 및 구현 결과에서 성능 열화 요인을 제거함으로써 성능향상을 이루었다. 또한, GPS Live 신호 수신처리의 장기시험을 통하여, 개발 시 사용했던 항법 시뮬레이터 환경에서 제공되지 않는 실제 환경을 반영한 시험을 수행하였고, 그 결과 위성항법신호감시국용 GPS L1 수신기가 수개월동안 안정적으로 동작 중에 있다. 또한, 본 연구 결과가 반영된 위성항법신호감시국용 수신기 기술은 위성항법 지상인프라 핵심기술을 국산 기술로 개발했다는 점에서 큰 의미를 갖는다.